Расчетная часть. Расчетная часть диплома. 3 Расчетная часть

• Название: 3 Расчетная часть
• Анкор: Расчетная часть
• Дата: 19.12.2022
• Размер: 0.76 Mb.
• Имя файла: Расчетная часть диплома.doc
• Тип: Документы; #853482

3 Расчетная часть

3.1 Прочностные расчеты
Исходные данные:

Материал аппарата 12X18Н10Т

Рабочее давление 0.1 МПа

Рабочая температура 50 °С

Среда в аппарате отработанная кислота

Диаметр аппарата 1800 мм

Высота аппарата 3840 мм

Коэффициент прочности сварного шва 0,9

Штуцера:

- Вход и выход в змеевик 50 мм

- Вход компонентов 50/65 мм

- Вход отработанной кислоты 125/150 мм

-Выход эмульсии 150 мм

-Люк-лаз 200/450 мм

-Слив аварийный 200 мм
3.1.1 Расчет обечайки


Рисунок 3.1 - Расчетная схема обечайки

Расчетная толщина стенки определяется по формуле

[?, с.103]

_{ } (1)

где: D-внутренний диаметр аппарата, м;

P_R-расчетное давление, МПа;

P_R=Р + 0,2 Мпа;

P_R=0,1 + 0,2 = 0,3 МПа;

[σ]-допускаемое напряжение, МПа;

φ-коэффициент прочности сварного шва.

Определяем допускаемое напряжение по таблице 1.4

[?, с. 12]

Значение температуры в таблице нет, поэтому пользуемся формулой интерполяции

_{ } , МПа (2)

где: t = 50 _{ } 12X18Н10Т

t₁ = 20 _{   }

t₂ = 100 _{   } 

_{ } = 157 МПа

Определяем расчетную толщину стенки по формуле (1)

S_R = _{ } = 0,00191 м

Исполнительная толщина стенки определяется по формуле

[?, с. 103]

_{ } (3)

где: с-суммарная прибавка на коррозию, м;



с₁ – коэффициент прибавки на коррозию, м

с₁=0,001м

с₂- прибавка на минусовой допуск, м

с₂=0,004 м

с₃- технологическая прибавка, м

с₃=0 м

с=0,001+0,004+0=0,005 м

S=0,00191+0,005=0,00691 м

Принимаем стандартное значение: S=0,008 м

По производственным данным принимаем S= 0,014 м

Проверочный расчет проводим по формуле допускаемого давления

[?, с. 103]

_{ } (4)



1,14 МПа ˃ 0,1 МПа - Условие прочности выполняется
3.1.2 Расчет эллиптического днища


Рисунок 3.2 - Расчетная схема эллиптического днища

Расчетная толщина днища определяется по формуле

[?, с. 132]

_{ } (5)

где: R- радиус кривизны в вершине днища, м

R=D, м

[Ϭ]- допускаемое напряжение

S_дR = _{ } = 0,00191 м
Исполнительная толщина стенки определяется по формуле

[?, с. 132]

_{ } (6)

S_д=0,00179+0,005=0,00679 м

По производственным данным принимаем S_Д=0,014 м

Проверочный расчет по формуле допускаемого давления

[?, с.132]

 _{ } (7)



1,4 МПа ˃ 0,1 МПа - Условие прочности выполняется.

3.1.3 Расчет конической крышки


Рисунок 3.3 - Расчетная схема конической крышки

Расчетная толщина стенки определяется по формуле

[?, с. 136]

 _{ } (8)

где: а- угол отклонения конуса

cos 15̊ = 0,966

S_кR= _{ } * _{ } = 0,0019 м
Исполнительная толщина стенки определяется по формуле

[?, с.132]

 _{ } (9)

S_К= 0,0019+0,005=0,0069 м

По производственным данным принимаем S_К=0,014 м

Проверочный расчет по формуле допускаемого давления

[?, с.132]

 _{ } (10)



1,36 МПа ˃ 0,1 МПа - Условие прочности выполняется.

3.2 Подбор стандартных элементов оборудования
3.2.1 Подбор фланцевого соединения
Подбираем фланцевое соединение на штуцер вход и выход в змеевик с гладкой уплотнительной поверхностью

Рисунок 3.4 – Расчетная схема фланцевого соединения

Габариты фланца определяем по таблице 13.3

[?, с. 217]

D_у=50 мм; Py=0,6 МПа; ГОСТ 128759,2-90

Ø 57*3;

D_ф=140 мм;

D_б=110 мм;

D₁=90 мм;

D₄=58 мм;

h=12 мм;

h_o=3 мм;

d=14 мм;

z=4 шт;

d_б=М12

H=38 мм
Фланцевое соединение снабжается уплотнительным материалом паронит ГОСТ 481-80, толщиной 2 мм
Подбираем фланцевое соединение на штуцер входа компонентов с уплотнительной поверхностью шип-паз



Рисунок 3.5 – Расчетная схема фланцевого соединения
Габариты фланца определяем по таблице 13.3

[?, с.217]

D_у=50 мм; Py=0,25 МПа; ГОСТ 28759,2-90

Ø 57*3;

D_ф=140 мм;

D_б=110 мм;

D₁=90 мм;

D₂= 81 мм;

h=9 мм;

d=14 мм;

z=4 шт;

d_б=М12

D₄=58 мм;

D₃= D₂-1мм = 81 – 1 = 80 мм;

а₁=8 мм;

а= а₁-1мм=8-1=7 мм

Фланцевое соединение снабжается уплотнительным материалом-фторопласт ГОСТ 7338-90, толщиной 3 мм
Подбираем фланцевое соединение на штуцер вход компонентов с уплотнительной поверхностью шип-паз

Габариты фланца определяем по таблице 13.3

[?, с.217]

D_у=65 мм; Py=0,25 МПа; ГОСТ 28759,2-90

Ø 73*4;

D_ф=160 мм;

D_б=130 мм;

D₁=110 мм;

D₂=101 мм;

h=9 мм;

d=14 мм;

z=4 шт;

d_б=М12;

D₄=77 мм;

D₃= D₂-1мм=101-1=100 мм

Фланцевое соединение снабжается уплотнительным материалом-фторопласт ГОСТ 7338-90, толщиной 3 мм
Подбираем фланцевое соединение на штуцер вход отработанной кислоты с уплотнительной поверхностью шип-паз

Габариты фланца определяем по таблице 13.3

[?, с.217]

D_у=150 мм; Py=0,25 МПа; ГОСТ 28759,2-90

Ø 159*6;

D_ф=260 мм;

D_б=225 мм;

D₁=202 мм;

D₂=192 мм;

h=11 мм;

d=18 мм;

z=8 шт;

d_б=М16;

D₄=161 мм;

D₃=192-1= 191 мм

Фланцевое соединение снабжается уплотнительным материалом-фторопласт ГОСТ 7338-90, толщиной 3 мм
Подбираем фланцевое соединение на штуцер люк-лаз с уплотнительной поверхности шип-паз

Габариты фланца определяем по таблице 13.3

[?, с.217]

D_у=450 мм; Py=0,25 МПа; ГОСТ 28759,2-90

Ø 426*1;

D_ф=640 мм;

D_б=600 мм;

D₁=570 мм;

D₂=562 мм;

h=19 мм;

d=23 мм;

z=16 шт;

d_б=М20;

S=10 мм;

D₄=535 мм;

D₃=562-1=561 мм

Фланцевое соединение снабжается уплотнительным материалом-фторопласт ГОСТ 7338-90, толщиной 3 мм
Подбираем фланцевое соединение на штуцер слив аварийный с уплотнительной поверхности шип-паз

Габариты фланца определяем по таблице 13.3

[?, с.217]

D_у=200 мм; Py=0,25 МПа; ГОСТ 28759,2-90

Ø 219*6;

D_ф=315 мм;

D_б=280 мм;

D₁=258 мм;

D₂=250 мм;

h=13 мм;

d=18 мм;

z=8 шт;

d_б=М16;

D₄=222 мм;

D₃=250-1=249 мм

Фланцевое соединение снабжается уплотнительным материалом-фторопласт ГОСТ 7338-90, толщиной 3 мм

3.2.2 Подбор опор
Разбавитель устанавливается в межэтажном перекрытии с использованием опор-лап.

Габариты и количество опор подбирают с учетом максимальной массы аппарата в заполненном состоянии.

По производственным данным максимальная масса составляет 11750 кг
Нагрузка аппарата на опоры определяется по формуле

_{ }, кН (11)

_{ } = 117,5 кН

Нагрузка на одну опору определяется по формуле

_{ }, кН (12)

где: z- число опор

z= 4

_{ } = 29,375 кН

Подбираем опору-лапу тип 2 с условной нагрузкой 40кН в количестве 4 штук

Габариты опоры определяем по таблице 14.1

[?, с.274]

Q= 40 кН;

a=150 мм;

a₁=190 мм;

а₂=120 мм;

b=315 мм;

b₁=150 мм;

b₂=140 мм;

c= 45 мм;

c₁= 90 мм;

h= 390 мм;

h₁= 20 мм;

S₁= 10 мм,

K= 30 мм;

K₁= 80 мм;

d= 35 мм;

d_б=М24;

f_max= 160 мм


Рисунок 3.6 – расчетная схема опоры-лапы

Для установки разбавителя используют стандартную опору-лапу ГОСТ 26296-84 опора 2-4000

3.2.3 Подбор перемешивающих устройств

Разбавитель снабжается перемешивающим устройством в виде пропеллерной мешалки снабженной диффузором для увеличения массо и теплообмена



Рисунок 3.7 – Расчетная схема пропеллерной мешалки с диффузором

Диаметр мешалки определяется по формуле

dₘ= D/(3÷5), мм (13)

_{ } = 400 мм

Диаметр диффузора определяется по формуле

Dₒ= dₘ+(10÷80), мм (14)

Dₒ=400+50=450 мм

Высота диффузора определяется по формуле

H=(1,5÷7,2)*Dₒ, мм (15)

H=400*5=2000 мм